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[예비, 결과]Thevenin`s theorem&Norton`s theorem&oscilloscope

예 비 보 고 서6주차 실험.Thevenin's theorem&Norton's theorem&oscilloscope분반 :성명 :학번 :제목 : 25. 테브닌 정리1. 관련이론- 테브닌 정리는 복잡한한 선형회로의 해석에 매우 유용한 수학적 방법이며, 회로내의 임의의 부분에서 저압과 전류를 결졍하는데 이용될 수 있다. 테브닌 정리의 기본개념은 복잡한 회로를 간단한 등가회로로 간략화 시키는 것이다.- 테브닌 정리테브닌 정리는 “임의의 선형 2단자 회로망은 테브닌 전압원와 내부저항의 직렬연결인 등가회로로 대체될 수 있다”는 정리이다. 부하을 구동하는 아래의 그림1에 대한 테브닌 등가회로는 그림2와 같다.와값을 구할 수 있다면에 흐르는 전류은 옴의 법칙을 사용하여 쉽게 구해질 수 있다.그림1그림2테브닌 방법은 회로해석을 위해 불필요한 부가적 과정을 수반하여 옴의 법칙과 키르히호프법칙이 더 빠르고 쉬운 방법같이 보일 수도 있다. 그러나, 단순한 회로에 대해서도 테브닌 정리의 진가가 입증될 수 있다. 회로의 다른 부분은 그대로 유지한 상태에서 10개의 서로 다른값에 대해 부하전류을 구하는 경우를 생각해보자. 옴의 법칙과 키르히호프 법칙을 이용하는 경우에는 수식을 10번 적용해야 한다. 하지만, 테브닌 정리를 이용하면 한번의 테브닌 등가회로 계산으로 각각의에 대한을 쉽게 계산 할 수 있다.2. 실험과정 Pspice로 구현- 25-2- EXPERIMENT 결과표표 25-2. 테브닌 정리를 입증하기 위한 측정,,, mA,MeasuredCalculatedMeasuredCalculatedMeasuredCalculatedOriginalCircuitTheveninEquivalent Circuit3304.2772.0152.93.81123.81121K3.3K제목 : 실험 26. 노튼의 정리1. 관련이론- 노튼의 정리테브닌 정리는 복잡한 회로망을 정전압원와 내부저항가 직렬로 연결된 등가회로로 간략화 시킴으로써 회로 해석이 용이하도록 한다. 노튼의 정리도 비슷한 간략화 방법을 사용한다. 그러나, 노튼 전원은 정전류를 공급한다.- 노튼 정리는 “2단자 선형 회로망을 정전류원과 내부저항의 병렬연결로 변환할 수 있다”는 정리이다. 그림3은 부하저항을 갖는 실제회로망을 나타내며, 이를 노튼 등가회로로 나타낸 것이 그림4이다. 노튼 전류은 부하저항과 저항에 분배된다.그림3그림4노튼 등가회로를 구하는 방법은 다음과 같다.정전류은 A와 B사이의 부하저항이 단락회로로 대체되었을 때 AB에 흐르는 전류이다.노튼 저항은 부하를 제거하고, 전압원을 단락시켜 내부저항으로 대체한 상태에서 단자 AB에서 본 저항이다. 따라서,은 테브닌 저항와 동일한 방법으로 정의된다. 즉,이다.2. 실험과정 Pspice로 구현- 26-1- EXPERIMENT 결과표표 26-1. 노튼의 정리를 입증하기 위한 측정

공학/기술| 2011.09.19| 7페이지| 1,000원| 조회(84)

노튼의 정리, 테브닌 정리, Thevenin's

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[예비, 결과]voltage_divider

예 비 보 고 서2주차 실험. Voltage_Divider분반 :성명 :학번 :제목 : 실험 10. 전압분할 회로(무부하)1. 관련이론- 전압분할 회로는 옴의 법칙의 직접적인 응용 예이다. 저항성 전압 분할기는 매우 단순한 회로 또는 저항기의 복잡한 연결로 구성되어 하나 또는 그 이상의 부하를 구동하는 회로이다. 본 실험에서는 외부 부하에 전류를 공급하지 않는 회로인 무부하 분할기를 실험한다. 따라서, 우리는 직렬연결 전압분할 회로와 가변전압 분할 회로 각각 실험한다.ㆍ직렬연결 전압분할 회로가장 단순한 직류전압 분할기는 아래의 그림과 같이과가 직렬로 연결되고, 이 저항기 양단에 직류전압가 인가되는 회로이다.직 류 전 압 분 할 기옴의 법칙을 기초로 하여 아래와 같은 식을 알 수 있다.ⅰ),ⅱ)ⅲ),여기서, (ⅲ)식은 직렬회로의 특정 저항기 양단에 걸리는 저압은 그 저항기의 저항값과 전체 저항값의 비에 인가전압을 곱한 것과 같음을 알 수 있다. 이 식은 임의의 객수의 저항기로 구성되는 직렬회로에도 적용되며, 이를 전압분할규칙이라 한다.ㆍ가변 전압분할 회로가변 전압 분할기로 사용되는 분압기앞에서 설명된 방법으로 저항(R)값에 해당하는 저항기들은 가격이 비싸므로, 대신 분압기를 사용한다. 분압기는 3단자 가변 저항기이다. 양 끝단자 사이의 저항은 분압기의 정격 저항값으로 고정되어 있다. 중앙단자 또는 가변팔은 분압기 내의 저항성 물질과 접촉되는 활자에 연결되어 있다. 가변 전압 분할기는 라디오의 음량조절, TV수상기의 초점 조절, 전자식 모터 제어회로의 속도 제어, 전압 안정기 회로 등의 분야에 응용된다.2. 실험과정 Pspice로 구현- 10-1- 10-3, 4번은 회로를 완성하지 못하였습니다.- EXPERIMENT 결과표표 10-1 Part A : 고정형 전압 분할기 측정StepVI(mA)A3,A4Measured152.176.748.210.0180.0278.250.0450.027A5CalculatedA6Measured10.981.54.936.010,190.026.050.0310.02A7Calculated표 10-2 Part B : 가변 전압 분할기 측정StepPosition of ArmMeasured ValuesCalculated Values+VI(mA)B2Max CW (at A)15B3Midpoint15B4Max CCW (at C)15표 10-3 가변 전압 분할기 값Measured ValuesCalculated ValuesVI(mA)159제목 : 실험 18. 부하를 갖는 전압분할 회로실험 19. 전압분할 및 전류분할 회로설계1. 관련이론- 부하를 갖는 전압분할 회로ㆍ분할 회로망은 전류가 흐르는 부하에 전압을 공급하기 위한 전압원으로 자주 사용된다. 이 경우에는 무부하 상태에 대해 얻어진 분할기-전압 관계는 더 이상 성립되지 않으며, 실제 변화를 회로결선과 추출되는 전류의 양에 따라 달라진다. 아래의 그림에서 V는 부하에 무관하게 분할회로망에 15V의 전압을 유지시키는 고정 전압원이다. 무부하 상태에서 G점을 기준으로 한 A,B,C점의 전압은 각각 5, 10, 15V이며, 5mA의 분로전류이 흐른다. 이와 같이 주어진 사실들로부터 부하를 갖는 회로내의 전압들을 계산할 수 있다.무부하 전압 분할기- 전압분할 및 전류분할 회로 설계ㆍ전류 분할 회로의 설계과정은 문제의 특성에 따라 다르지만, 일반적으로 다음과 같은 과정을 거쳐야 한다.ⅰ) 회로도를 그린 후, 알고 있는 값들과 구하고자 하는 값들을 구별하여 표시한다.ⅱ) 옴의 법칙과 키르히호프 법칙의 식을 이용하여 회로의 전기적 관계를 기술한다.ⅲ) 구하고자 하는 소자값들에 대하여 이들 방정식을 푼다.ⅳ) 계산된 값들로 회로를 구성하고 설계조건을 만족하는지 회로를 시험한다.2. 실험과정 Pspice로 구현- 18-1

공학/기술| 2011.09.19| 6페이지| 1,000원| 조회(166)

무부하, 전압분할 회로(무부하, Voltage_Divider

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[예비, 결과]time_constant

예 비 보 고 서7주차 실험. Time constant분반 :성명 :학번 :제목 : 35. 인덕턴스의 특성1. 관련이론- 저항성 부하는 교루회로와 직류회로에 관계없이 전류-전압관계가 성립한다. 저항뿐만 아니라 리액턴스 성분이 인덕터와 캐패시터도 교루회로에서 전류의 흐름을 방해한다.- 아래의 회로에서 정현파 전압 V는 코일에 정현파전류를 흐르게 하며 코일주변에 자장을 형성한다.그림1. 정현파전압이 인가되면 정헌파전류가 코일에 공급된다.자장의 주기적인 형셩과 붕괴현상은 코일을 감은 방향과 수직으로 자속을 형성하며 코일내 전압 V‘를 감응시킨다. 렌즈의 법칙에 의하여 이 전압은 인가전압과 반대 방향의 역기전력이다. 즉, V가(+)일때 V'는 V보다 작은 크기의 (-)값을 갖는다. 결과적으로 회로에 공급되는 전원은이므로 결과적으로 역기전력 V'에 의하여 V가 직류 일때 보다 작은 전압이 공급된다. 이와 같은 코일을 인덕터라 하며 크기는 인덕턴스로 표시한다.- 인덕턴스의 단위는 헨리라 하며 이는 인덕턴스 브릿지, LC미터 또는 Z미터 등의 기기에 의하여 측정할 수 있다. 또한 인덕턴스는 L로 표기하고 역기전력을 감응시키는 인덕턴스의 능력을 유도성 리액턴스라 하며로 표기한다. 인덕터의 유도성 리액턴스는 상수가 아니며 인덕턴스 L과 인가전압의 주파수 f에 비려한다.의 식이 성립한다.-은 옴의 법칙에 의해서 아래의 같은 식이 성립한다.2. 실험과정 Pspice로 구현- 35- EXPERIMENT 결과표표 35-3. 주파수가 인덕턴스에 미치는 영향Frequency, HzSine-WaveGeneratorVoltage, V,Voltage acrossInductanceVoltage acrossResistorCurrent ICalculated,mAInductive Reactance,2100.004103.0051.25665100.01103.038100.016103.0325.02710100.019103.0352제목 : 실험 37. 인덕턴스의 직병렬 연결1. 관련이론- 인덕턴스의 직렬연결저항의 경우와 마찬가지로 인덕터도 직렬연결시킬 수 있다. 직렬연결한 인덕터는 단일 인덕터보다 큰 인덕터값을 가지며 상호 커플링이 발생하지 않기 때문에 각 직렬연결한 인덕터의 인덕턴스를 랍하면 총 인덕턴스를 구할 수 있다.- 인덕턴스의 병렬연결인덕터는 병렬로 연결할 수도 있으며 이때 인덕턴스 저항을 병렬연결한 경우와 동일하게 구할 수 있다. 즉, n개의 인덕터가 병렬로 연결되어 있을때 총 인덕턴스는 연결된 인덕턴스 중 가장 작은 인덕턴스보다 작다.2. 실험과정 Pspice로 구현- 37-2- EXPERIMENT 결과표표 37-2. 직병렬연결한 인덕터의 총인덕턴스 연결InductorVoltage acrossInductor(s)Voltage acrossResistorTotal Current in Circuit I, mAInductance L, mHTotal Inductance, mH11.54.5710010021.54.571001001 and 2 in series1.314.232002001 and 2 in parallel5050제목 : 실험 38. RC시정수1. 관련이론- 두 도체사이에 유전체가 삽입되어 있을 때 캐패시턴스가 발생한다. 이와 같이 캐패시턴스는 여러 전기적 조건하에서 발생 할 수 있다. 예를 들어서 공기중에서 분리되어 있는 두 전선은 임의의 조건하에서 회로에 문제를 야기 시킬 수 있는 캐패시턴스를 발생시킬 수 있다. 캐패시턴스의 기호는 C이다.- 전자회로에서 캐패시터는 다양한 용도로 사용된다. 예를 들어서 에너지를 저장하거나 직류신호를 차단하고 교류신호만 통과시키려고 할때 그리고 전류와 전압간의 위상을 변화시킬 때 등 여러용도로 사용한다. 캐패시터는 한 주기동안 전자를 유지할 수 있으며 이와 같은 캐패시터의 동작을 충전이라 한다. 캐패시터가 충전되면 캐패시터에 일정한 전압이 걸린다. 그림2 에서 직류전압원과 개패시터가 포함된 회로를 도시 하였다. 3점 스위치는 전압원과 저항 그리고 캐패시터를 연결시켜 준다. 중간점에서는 회로가 개방상태이다.그림2- 그림3과 같이 스위치가 c점으로 이동하면 전자는 전압원에서 캐패시터의 하단가지 흐르며 동시에 동일한 양의 전자가 캐패시터의 상단에서 전압원까지 흐르게 된다. 이와 같은 과정은 캐패시터가 완전히 충전할 때 까지 계속된다. 캐패시터에 공급한 전압과 캐패시터에 걸린 전압의 크기가 반대 부호이며 동일 할 때 완전 충전 상태라 한다. 그림3에 충전된 캐패시터의 극성을 도시하였다. 캐패시터에 걸린 전압원 전원의 전압과 동일하기 때문에 더 이상 전자의 이동은 일어나지 않는다. 스위치가 중간점으로 이동하면 캐패시터는 완전 충전상태를 유지한다.

공학/기술| 2011.09.19| 9페이지| 1,000원| 조회(121)

인덕턴스, 인덕턴스의 특성, 인덕턴스의 직병렬 연, time constant

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[예비, 결과]rl&rc_circuit

예 비 보 고 서8주차 실험. RL&RC circuit분반 :성명 :학번 :제목 : 42. 직렬 RL회로의 임피던스1. 관련이론- 교루회로에서 흐르는 전류를 방해하는 성분을 임피던스 Z라 한다. 교류회로에 옴의 법칙을 적용하면이다.- 아래의 페이저 선도를 관찰하면 R과이 90‘의 위상차가 생김을 알 수 있다. R을 수평축에 표시하면 유도성 리액턴스는 90’반시계방향으로 증가하며 용량성 리액턴스는 90‘시계방향으로 증가한다. 임피던스 Z는 R과 X의 페이저 합이므로는 R과 Z의 위상차이다.그림1. RL회로의 페이저선도페이저 R, Z는 직각삼각형을 형성하므로 피타고라스 정리가 성립한다. 따라서, 임피던스 Z =이다.2. 실험과정 Pspice로 구현- 42- EXPERIMENT 결과표표 42-1. RL 회로의 임피던스공식 확인InductorValue,mH,VoltageAcrossResistor,VoltageAcrossResistor,CurrentCalculatedmAInductiveReactance(calculated),CircuitImpedance(calculated)Ohm's Law,CircuitImpedance(calculated),10051.09774554.9794555.173표 42-2. 위상각과 임피던스 결정InductorValue,mHInductiveReactance(from Table 42-1)Phase angledegreesImpedance,1004555.1730.9515243.5768‘4555.173제목 : 실험 43. 직렬 RL회로에서 전압관계1. 관련이론- 페이저는 크기와 방향으로 표시하며 전자공학에서 정현파 전압과 전류를 페이저로 표시한다. 그러므로 임피던스도 페이저로 표시하며 동일한 주파수의 전압과 전류가 페이저로 표시되어 있으면 서로 가감이 가능하다.- 직렬회로에서 전류는 모든 부분에서 동일하므로 RL회로에서 인가전압의 위상관계를 관찰할 때 기준 페이저로서 사용한다. 인덕턴스의 전류는 인덕턴스에 걸린 전압과 90‘의 위상차가 발생하며은 I를 90’ 앞선다. 그러므로은을 90‘ 앞선다.- RL회로에서과은 각각 R과 L에 걸리는 전압이다.과의 합은 인가전압 V와 동일하지 않으며과은 90‘의 위상차가 있으므로과의 페이저합과 인가전압 V이 동일하다. 따라서,과은 직각삼각형의 양변이며 피타고라스의 정리에 의하여이다.- RL회로에서 인가전압 V와 전류 I의 위상관계는만큼 위상차가 생긴다. 이각도는 임피던스의 페이저선도에서 R과 Z의 위상차와 같다.은 I와 R의 곱이며은 I와의 곱이다. 그리고 V는 I와 Z의 곱이다. 전류 I는 공통항이므로 소거하면 임피던스선도를 구할 수 있다.=2. 실험과정 Pspice로 구현- 43- EXPERIMENT 결과표표 43-1. RL회로에서 오실로스코우프를 이용한 위상각측정저항 R,Width of Sine Wave(KHz)Distance Between Zero Points (s)Phase Angle,degreesRated ValueMeasured Value1K61.590표 43-2. RL회로에서 위상각과 전압의 관계ResistorRated ValueAppliedVoltage,Voltage across Resistor,Voltage across Inductor,Current (Calculated)I, mAInductiveReactance, (Calculated),Phase Angle(Cal. fromand R), degreesApplied Voltage (Calculated),1K102.1953314043.5768'제목 : 실험 44. 직렬회로의 임피던스1. 관련이론- 직렬 RC회로의 임피던스는 RL회로와 동일하게 구할 수 있다.R과는 페이저의 크기이며 Z를 구하기 위해여 더해진다.- 임피던스를 구하는 다른 방법은 tan로 구할 수 있다.이때, 임피던스 Z =이다.2. 실험과정 Pspice로 구현- 44- EXPERIMENT 결과표표 44-1. 직렬 RC회로의 임피던스 결정CapacitorValue,Voltage Across ResistorVoltage Across CapacitorCurrent CalculatedCapacitive Reactance (calculated),Capacitive Reactance (calculated),Circuit Impedance (calculated) Ohm's Law,Circuit Impedance (calculated),Rated0.1101592.35672556.48193표 44-2. 직렬 RC회로의 임피던스와 위상각 결정CapacitorValue,CapacitiveReactance(from Table 44-1)Phase AngledegreesImpedance0.11592.35670.796238.52682556.508779제목 : 45. 직렬 RC회로에서 전압관계1. 관련이론- 전류 I는 회로의 모든 부분에서 동일하다 그러므로과의 페이저선도에서 전류는 기준 페이저로 사용된다. 저항에서 전류와 전압은 동위상이므로 페이저은 전류페이저와 동일 축상에 있다. 그러나 캐패시터의 전류는 캐패시터에 걸린 전압보다 90‘ 앞선다. 그러므로 페이저는 전류 I나비하여 90’뒤쳐진다.- RC 전압분배회로에서는 C에 걸린 전압이는 R에 걸린 전압이다. RL회로의 경우와 마찬가지로 인가전압 V는과의 페이저합이며 관계는 피타고라스 정리에 의하여이다.- 전류I는 인가전압 V보다만큼 앞선다. 이 위상각는 임피던스 페이저 Z와 저항 페이저 R의 위상차와 동일하다. 각 항에 포함된 전류 I를 소거하면식이 성립함을 알 수 있다.2. 실험과정 Pspice로 구현- 45- EXPERIMENT 결과표표 45-1. 직렬 RC회로에서 오실로스코우프를 이용한 위상각측정저항 R,Width of Sine Wave(KHz)Distance Between Zero Points (s)Phase Angle,degreesRated ValueMeasured Value1K표 45-2. 직렬 RC회로에서 위상각와 전압의 관계Resistance Rated ValueCapacitance (Rated Value) C,Applied Voltage,Voltage across Resistor,Voltage across Capacitor,Current (Calculated) I, mACapacitive Reactance (Calculated),Phase Angle(Calculated fromand R), degreesApplied Voltage (Calculated)

공학/기술| 2011.09.19| 10페이지| 1,000원| 조회(269)

직렬 RL회로의 임피던, 직렬 RL회로에서 전압, RL&RC circuit

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[예비, 결과]power,_impedance

예 비 보 고 서9주차 실험. Power, Impedance분반 :성명 :학번 :제목 : 46. 교류회로의 소비전력1. 관련이론- 직류 저항회로에서 소비전력은 전압과 전류의 곱으로 표시한다. 즉,P = V x I 이다. 여기서 P의 단위는 W이며 또른 식으로 표현 가능하다=.직류회로에서 V와 I는 상수이며 교류회로에서 V와 I는 연속적으로 변화하며 서로 위사차가 생길 수도 있다. 교류회로는 저항뿐만 아니라 리액턴스성분도 포함한다. 저항성분은 직류회로와 동일하게 교류회로에서 전력을 소비하나 리액턴스성분에 의한 실제 소비전력은 0이다. 즉, 파형의 반주기 동안 리액턴스성분이 전력을 소비한다면 나머지 반주기 동안은 회로에 전력을 공급하므로 리액턴스성분에 의한 전체 전력소비는 0이 되는 것이다.- 저항성분과 리액턴스성분으로 구성된 수동전기소자에 의하여 실제 소비된 전력은 W로 표기한다. 저항과 리액턴스를 동시에 포함한 회로에서 실제전력은 가상전력과 같거나 동시에 포함한 회로에서 실제전력은 가상전력과 같거나 작게 나타나며 실제소비전력은 가상전력에 전력요소를 곱하여 구할 수 있다.이며이다.그리고,이므로,이다.PF=1이면 회로의 전체 임피던스는 저항과 동일함을 알 수 있으며 PF+0으로서 회로에서 소비되는 실제전력은 0이 된다. R은 Z보다 항상 작기 때문에 PF 1보다 항상 작다. 또한 R과 Z는 항상 양수이므로 PF도 항상 양수이다.- 교류전력은 전압계나 오실로스코우프 등을 이용하려 일련의 측정 함으로써 구할 수 있다. 전압계를 이용하여 저항에 걸린 전압과 인가전압을 측정한다. 측정한 결과를 이용하여 전력요소 PF를 다음과 같이 구한다.이며,이므로이다.2. 실험과정 Pspice로 구현- 46-1- EXPERIMENT 결과표표 46-1. 전압-전류측정에 의한 전력측정Resistance R,Capacitance(Rated Value) C,AppliedVoltage, VVoltage across Resistor, VCurrent (Measured) I, mAApparent Power, VATrue Power P,WPower Factor PFPhase Angle, degreesRatedValueMeasuredValue1004.7제목 : 실험 50. 병렬 RL 및 RC회로의 임피던스1. 관련이론- 병렬 RL회로에서 R과 L이 병렬연결되어 있다. 그러므로 R과 L에 걸리는 전압은 일정하며 오옴의 법칙에 R과 L에 흐르는 전류는 다음과 같다.R에 흐르는 전류L에 흐른는 전류키르히호프의 전류법칙에 의하여 총 전류는과의 합이며과은 동위상이 아니다. 즉,은 인가전압과 동위상이나은 인사전압과 90°의 위상차를 갖는다. 그러므로 전류는 각 페이저로 합산하여야 한다. 각 지류당 걸린전압은 동일하므로 전압을 기준으로 사용할 것이다.이며, 병렬 RL회로의 총 임피던스는 옴의 법칙을 이용하여이다.- 병렬 RC회로에서 R과 C이 병렬연결되어 있다. 그러므로 R과 C에 걸리는 전압은 일정하며 오옴의 법칙에 R과 C에 흐르는 전류는 다음과 같다.R에 흐르는 전류C에 흐른는 전류키르히호프의 전류법칙에 의하여 총 전류는과의 합이며과은 동위상이 아니다. 즉,은 인가전압과 동위상이나은 인가전압과 90°의 위상차를 갖는다. 그러므로 전류는 각 페이저로 합산하여야 한다. 각 지류당 걸린전압은 동일하므로 전압을 기준으로 사용할 것이다.이며, 병렬 RC회로의 총 임피던스는 옴의 법칙을 이용하여이다.2. 실험과정 Pspice로 구현- 50-1- 50-2- EXPERIMENT 결과표표 50-1. 병렬 RL회로의 임피던스AppliedVoltage V,Current and Angle in Resistor Branch,Current and Angle in Inductor Branch, mATotal Line Current and Angle (Measured),Total Line Current (Calculated Using Square-Root Formula),Circuit Impedance (Calculated Using Ohm's Law) Z,

공학/기술| 2011.09.19| 7페이지| 1,000원| 조회(99)

Impedance, 교류회로의 소비전력, 병렬 RL 및 RC회로의

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